分子动力学视角下油滴在角质层上的吸附与渗透机制

《Langmuir》：Molecular Dynamics Insights into Oil Droplet Adsorption and Penetration on the Stratum Corneum

原油成分与皮肤角质层（SC）的相互作用机制通过分子动力学模拟研究，发现轻质原油因小尺寸和疏水性可深入SC双层，而沥青质和树脂因疏水-亲水性平衡主要滞留在界面。胆固醇因高流动性成为SC不稳定的关键因素，其从膜中逐步脱离形成孔隙，促进原油渗透。该研究为皮肤屏障保护策略提供分子机制依据。

　　

接触石油是一种常见的环境危害，它可能通过破坏角质层（SC）的结构完整性来损害皮肤的屏障功能。本文采用分子动力学（MD）模拟方法研究了原油与角质层之间的相互作用，旨在阐明石油接触如何在分子层面影响皮肤的屏障功能。模拟结果显示，油滴在接触后的1.0纳秒内迅速吸附在角质层上。在油滴初步吸附并扩散之后，渗透过程开始，并主导了系统的长期动态变化。由于分子较大且具有两亲性，沥青质和树脂分子主要停留在角质层与水的界面处，因此其渗透性较低。尽管树脂分子的尺寸相近，但由于含有杂原子，它们的亲水性增强，表面亲和力提高，从而阻碍了更深入的渗透。相比之下，轻质原油分子由于体积小且具有疏水性，能够深入角质层内部。扩散动力学分析表明，扩散系数遵循以下顺序：轻质油 > 树脂 > 沥青质，这反映了它们在系统中的相对移动性。胆固醇（CHOL）分子的高移动性使其成为角质层中最不稳定的成分，在促进石油渗透过程中起关键作用。当胆固醇分子与油滴分子相互作用时，会逐步从角质层双层中脱离，最终形成空洞，从而促进石油进一步渗透。本研究详细揭示了不同原油成分如何影响角质层的结构和功能，为开发保护皮肤屏障的策略提供了宝贵的指导。